礦用掘進(jìn)機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及維護(hù)保養(yǎng)技術(shù)研究

李 權(quán)

（大同煤礦集團(tuán)同家梁礦， 山西 大同 037025）

引言

掘進(jìn)機(jī)工作載荷大、使用周期長(zhǎng)、磨損老化趨勢(shì)嚴(yán)重，需要采用科學(xué)合理的應(yīng)用和維護(hù)技術(shù)[1-2]才能保證設(shè)備的安全可靠運(yùn)行，提高掘進(jìn)機(jī)的設(shè)備利用率，保證煤礦開(kāi)采的效率，降低其運(yùn)行維護(hù)成本[3]。EBZ220SZD800/11G型掘進(jìn)機(jī)作為懸臂式部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)，具有工作能力強(qiáng)、切割硬度大、截齒壽命長(zhǎng)、作業(yè)穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)得到了較為廣泛的應(yīng)用，但是對(duì)其現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及保養(yǎng)技術(shù)的相關(guān)研究少之又少[4-6]。因此，為了充分發(fā)揮掘進(jìn)機(jī)的使用性能，降低掘進(jìn)機(jī)工作過(guò)程中的故障率，延長(zhǎng)其使用壽命，提高煤炭開(kāi)采過(guò)程中的經(jīng)濟(jì)效益，開(kāi)展掘進(jìn)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及保養(yǎng)技術(shù)研究具有重要的意義。

1 掘進(jìn)機(jī)的結(jié)構(gòu)組成及功能

EBZ220SZD800/11G掘進(jìn)機(jī)主要由截割機(jī)構(gòu)、裝載機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、水系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、刮板輸送機(jī)、電氣系統(tǒng)、機(jī)架等組成。截割機(jī)構(gòu)工作過(guò)程中電機(jī)輸出的動(dòng)力經(jīng)過(guò)行星減速器進(jìn)行降速增扭，之后驅(qū)動(dòng)截割頭旋轉(zhuǎn)，配合掘進(jìn)機(jī)的行走、水平旋轉(zhuǎn)、升降等運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)煤碳的截割；裝載機(jī)構(gòu)運(yùn)用三爪星輪或者刮板的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)將截割機(jī)構(gòu)破碎得到的煤炭進(jìn)行集裝進(jìn)入刮板輸送機(jī)；機(jī)架主要支撐各運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)及控制系統(tǒng)，使其在各自的位置實(shí)現(xiàn)各自的功能。行走機(jī)構(gòu)主要功能是驅(qū)動(dòng)掘進(jìn)機(jī)行走，動(dòng)力由液壓馬達(dá)提供，經(jīng)過(guò)摩擦片防滑制動(dòng)器、三級(jí)減速器、二級(jí)行星減速器提供給驅(qū)動(dòng)鏈輪，帶動(dòng)行走履帶運(yùn)動(dòng)；水系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)內(nèi)噴霧及冷卻油路、降低截割煙塵、冷卻截割齒等功能；液壓系統(tǒng)主要用于掘進(jìn)機(jī)關(guān)鍵部位的潤(rùn)滑以及為其截割機(jī)構(gòu)等運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力；刮板輸送機(jī)主要將裝載機(jī)構(gòu)收集到的煤炭輸送至運(yùn)輸設(shè)備機(jī)頭，實(shí)現(xiàn)煤炭的裝載作用；電氣系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)各個(gè)運(yùn)動(dòng)電機(jī)動(dòng)作的控制。

2 掘進(jìn)機(jī)的主要用途和適用范圍

掘進(jìn)機(jī)作為煤礦綜采、高檔普采工作面巷道掘進(jìn)設(shè)備，適用于半煤炭巷的掘進(jìn)。EBZ220SZD800/11G掘進(jìn)機(jī)可以截割的煤炭抗壓強(qiáng)度范圍為0～90 MPa，掘進(jìn)巷道的最大寬度約為6m，最大高度約為5m，能夠掘進(jìn)任意斷面形狀的巷道，允許巷道的傾角范圍0°～16°。配合的轉(zhuǎn)載運(yùn)輸裝置既可以是橋式膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)又可以是可伸縮式帶式輸送機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)煤炭的連續(xù)運(yùn)輸作業(yè)，保證煤礦掘進(jìn)的工作效率。該掘進(jìn)機(jī)適用于海拔高度低于2 000 m、溫度范圍-20～+40℃、與垂直地面斜度小于16°、無(wú)長(zhǎng)期淋水的環(huán)境。

3 掘進(jìn)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用技術(shù)

3.1 掘進(jìn)機(jī)截割煤炭程序

啟動(dòng)截割機(jī)構(gòu)使截割頭旋轉(zhuǎn)，逐步向前移動(dòng)掘進(jìn)機(jī)，使截割頭切入工作面煤炭一定深度，停止掘進(jìn)機(jī)移動(dòng)。之后需要確定掘進(jìn)機(jī)的前后支點(diǎn)，通常以鏟板作為前支點(diǎn)，機(jī)尾的后支撐作為后支點(diǎn)，以此確保掘進(jìn)機(jī)工作過(guò)程中的穩(wěn)定性和可靠性。最后通過(guò)控制截割頭的左右擺動(dòng)，完成整個(gè)巷道煤炭的掘進(jìn)工作。

3.2 最佳截割深度

正確選擇掘進(jìn)機(jī)截割頭的截割深度是保證其正常運(yùn)行的關(guān)鍵，其主要依據(jù)工作面內(nèi)所截割的煤層地質(zhì)條件、頂板的狀況、支架棚距的具體情況確定，同時(shí)也要充分考慮截割過(guò)程中的落煤效果以及每截割1 m巷道距離所消耗的最短時(shí)間。因此截割頭截割深度大小取決于煤炭的截割阻力，同時(shí)還要滿足牽引油缸回路不溢油、截割電機(jī)近乎滿負(fù)荷、機(jī)器工作穩(wěn)定、落煤炭效率較高等原則，通常推薦截割深度為截割頭直徑的2/3為宜。

3.3 截割路線

截割路線是指掘進(jìn)機(jī)截割頭在巷道工作面進(jìn)行煤炭截割時(shí)的移動(dòng)路線，如圖1所示給出了掘進(jìn)機(jī)截割頭的截割路線，主要取決于巷道斷面面積、煤炭的質(zhì)地、頂板情況、有無(wú)夾巖及其分布等實(shí)際條件及相關(guān)技術(shù)規(guī)范。掘進(jìn)機(jī)截割頭截割路線的確定原則如下：通常情況下從工作面下角鉆進(jìn)，當(dāng)掘進(jìn)半煤炭巷道時(shí)，需要由煤中鉆進(jìn)逐漸臥移截割至底板下角位置完成截割掏槽，增加自由面；截割斷面過(guò)程中截割頭應(yīng)該自下而上工作，更有利于煤炭的裝載及掘進(jìn)機(jī)工作的穩(wěn)定性，進(jìn)而提高其生產(chǎn)作業(yè)率；工作面在截割時(shí)需要注意煤炭的層理，斷面截割過(guò)程中截割頭左右橫掃沿層理移動(dòng)，截割阻力將大大降低。

圖1 掘進(jìn)機(jī)截割頭的截割路線

4 掘進(jìn)機(jī)維護(hù)保養(yǎng)技術(shù)

4.1 日常維護(hù)保養(yǎng)

1）掘進(jìn)作業(yè)前需要檢測(cè)油箱內(nèi)液壓油的油量及品質(zhì)，及時(shí)補(bǔ)加和更換液壓油；

2）對(duì)軸承、傳動(dòng)部件等需要潤(rùn)滑的部位的潤(rùn)滑情況及潤(rùn)滑油池內(nèi)的液位及品質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，確保滿足工作要求，以降低機(jī)械結(jié)構(gòu)之間的磨損，延長(zhǎng)使用壽命；

3）檢查運(yùn)動(dòng)部件工作是否存在振動(dòng)、噪聲、溫升、異響等問(wèn)題，還要檢查連接部位的緊固螺栓是否滿足擰緊力矩的要求，具體要求如表1所示；

4）觀察掘進(jìn)機(jī)潤(rùn)滑油路、液壓油路等是否存在漏油或者壓力不足等問(wèn)題，及時(shí)進(jìn)行處理及調(diào)整；

5）確定截割頭截齒的完整性，如是否脫焊、噴嘴是否阻塞等；

6）檢測(cè)行走履帶及刮板輸送機(jī)的張緊程度，根據(jù)需要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整控制。

4.2 定期維修

掘進(jìn)機(jī)中各部分減速機(jī)的設(shè)計(jì)壽命如下：行走減速機(jī)為2 000 h，截割機(jī)構(gòu)二級(jí)行星減速機(jī)為5 000 h，泵站用齒輪箱為5 000 h，由此可見(jiàn)，掘進(jìn)機(jī)在連續(xù)作業(yè)滿一年半時(shí)需組織一次大型維修工作。同時(shí)要求每次進(jìn)行工作面轉(zhuǎn)移時(shí)，需要在重新使用掘進(jìn)機(jī)之前進(jìn)行中型維修工作，確保其能夠恢復(fù)到正常工作要求的狀態(tài)。掘進(jìn)機(jī)日常工作過(guò)程中如果出現(xiàn)不可預(yù)料的故障問(wèn)題，需要及時(shí)進(jìn)行緊急維修，盡快恢復(fù)生產(chǎn)作業(yè)。

表1 螺栓力矩緊固表

4.3 各系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)

4.3.1 潤(rùn)滑系統(tǒng)

合理的潤(rùn)滑可以防止機(jī)構(gòu)的磨損和生銹、降低摩擦產(chǎn)生的熱量，因此維護(hù)保養(yǎng)過(guò)程中必須重視機(jī)器的潤(rùn)滑狀態(tài)，避免出現(xiàn)故障。常見(jiàn)現(xiàn)象如下：潤(rùn)滑油內(nèi)存在水時(shí)油箱內(nèi)會(huì)出現(xiàn)水晶狀油，存在空氣時(shí)油箱內(nèi)會(huì)出現(xiàn)乳狀或者泡沫狀的油，存在氧化或者污染時(shí)潤(rùn)滑油將會(huì)變黑等。因此要求掘進(jìn)機(jī)的潤(rùn)滑使用推薦牌號(hào)的潤(rùn)滑油，在規(guī)定時(shí)間和環(huán)境中使用和更換，以免出現(xiàn)過(guò)度磨損及非正常停機(jī)檢修現(xiàn)象。4.3.2 液壓系統(tǒng)

液壓系統(tǒng)推薦采用N6S抗磨型液壓油，必須加強(qiáng)液壓系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)工作，才能確保掘進(jìn)機(jī)正常的工作。補(bǔ)油時(shí)，油箱內(nèi)部必須具有足夠的液壓油方可啟動(dòng)補(bǔ)油系統(tǒng)，并且保證液壓油清潔無(wú)污染；定期檢查和更換過(guò)濾器的濾芯，保證液壓系統(tǒng)的正常工作；及時(shí)觀察液壓油箱上的液位液溫計(jì)，確保用量足夠及液壓油冷卻器的正常工作。

4.3.3 電氣系統(tǒng)

掘進(jìn)機(jī)電氣系統(tǒng)維護(hù)保養(yǎng)時(shí)需要定期清除各管線位置的污垢銹斑，之后在隔爆位置及磁路系統(tǒng)的表面涂抹薄薄一層防銹油脂。當(dāng)發(fā)現(xiàn)隔爆面出現(xiàn)破損時(shí)，處理過(guò)程中必須嚴(yán)格遵守《防爆電氣設(shè)備制造檢驗(yàn)規(guī)程》（GB 1336—77）相關(guān)規(guī)程進(jìn)行。電氣系統(tǒng)周期性維護(hù)保養(yǎng)時(shí)，重點(diǎn)檢查配電箱體外殼是否出現(xiàn)損傷，進(jìn)出線裝置的線纜是否緊固牢靠。定期檢查開(kāi)關(guān)手柄、操作按鈕等是否靈活、可靠，觸點(diǎn)是否接觸良好、是否存在電弧等，同時(shí)檢查繼電器、斷路器等是否可靠工作，當(dāng)發(fā)現(xiàn)觸點(diǎn)表面出現(xiàn)熔化而成的金屬微粒時(shí)，需要及時(shí)采用細(xì)銼進(jìn)行打磨清理。